(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で互いに対向配置された第１・第２の導体と、
前記第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、前記第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、前記導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）と、
前記リッジの外方において、前記導波路形成部分の外側の前記第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ0／４で、λ0／２未満の間隔で複数個配置された柱状突起と、
を備え、
前記リッジは、その長手方向において高さ方向に対して直交する幅方向の寸法が変化している、
高周波導波路。
【請求項２】
高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で互いに対向配置された第１・第２の導体と、
前記第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、前記第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、前記導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）と、
前記リッジの外方において、前記導波路形成部分の外側の前記第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ0／４で、λ0／２未満の間隔で複数個配置された柱状突起と、
前記リッジの高周波信号伝送方向の端部に設けられた連結路と、
前記連結路の前記リッジの端部とは反対側に設けられた長さがλR／４のチョーク機能を持たせた先端が開放された導波路と、
を備えている高周波導波路。
（ただし、λRは、導波路形成部分において伝送される高周波エネルギーの波長）
【請求項３】
高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で互いに対向配置された第１・第２の導体と、
前記第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、前記第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、前記導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）と、
前記リッジの外方において、前記導波路形成部分の外側の前記第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ0／４で、λ0／２未満の間隔で複数個配置された柱状突起と、
を備え、
高周波信号の動作周波数における前記高周波導波路上の波長をλRとしたときに、前記リッジの長手方向において、このリッジの高さをλR／４未満の周期で変化させている、
高周波導波路。
【請求項４】
請求項３に記載の高周波導波路を給電路に用いた放射器。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一つに記載の高周波導波路と、
前記第１・第２の導体を相対的に移動させて、前記導波路の長さを変化させる可動機構と、
を備えた移相器。
【請求項６】
前記第１の導体の面同士を２枚合わせにして構成される中間導体と、
前記中間導体の表面側と裏面側とにそれぞれ配置された前記第２の導体と、
前記中間導体を構成する２枚の前記第１の導体を貫通する連結路と、
を備えており、
前記中間導体は、表裏面側にそれぞれ配置された２枚の前記第２の導体に対して相対的に移動可能である、
請求項５に記載の移相器。
【請求項７】
請求項６に記載の移相器を、その高周波伝送路に配置した、
電子機器。
【請求項８】
アンテナ体と、
前記アンテナ体の背面側に設けた導波路体と、
前記導波路体に連結した送受信体と、
を備え、
前記導波路体は、請求項５に記載の移相器を有する、
電子機器。
【請求項９】
請求項４に記載の放射器を、備えており、
前記放射器には、前記アンテナ体が連結されている、
請求項８に記載の電子機器。
【請求項１０】
アンテナ体と、
前記アンテナ体の背面側に設けられた導波路体と、
前記導波路体に連結された送受信体と、
を備え、
前記導波路体は、対向して配置された可動導波路用の第１の導体と、固定導波路用の第２の導体とを有し、
高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で第１・第２の導体を対向して配置し、
これら第１・第２の導体間の導波路形成部分には、前記第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、前記導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）を設け、
このリッジの外方で前記導波路形成部分の外側の前記第１・第２の導体の少なくとも一方には、高さがλ0／４の柱状突起を、λ0／２未満の間隔で複数個配置した、
電子機器。
【請求項１１】
所定間隔で配置された複数の放射素子を含む放射素子列を有する第１・第２の放射素子群を備えたアンテナ体と、
固定導波路体と、
前記固定導波路との間に導波路体を形成するとともに、前記固定導波路体に対して相対移動する可動導波路体と、
前記アンテナ体の後方に、前記導波路体を介して設けられた送受信体と、
を備え、
前記導波路体は、
高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で互いに対向配置された第１・第２の導体と、
前記第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、前記第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、前記導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）と、
前記リッジの外方において、前記導波路形成部分の外側の前記第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ0／４で、λ0／２未満の間隔で複数個配置された柱状突起と、を備え、
前記可動導波路体は、前記第１の放射素子群に対応した複数の導波路によって構成された第１の導波路と、
前記第２の放射素子群に対応した複数の導波路によって構成された第２の導波路と、
前記第１・第２の放射素子群において、互いに隣接する第１の放射素子群の放射素子列と前記第２の放射素子群の放射素子列との間の位相差を、前記第１・第２の放射素子群に含まれる互いに隣接する放射素子列の位相差に合わせる第３の導波路と、
を有しているアンテナ装置。
【請求項１２】
前記リッジは、複数に分岐している、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記リッジは、その長手方向において高さ寸法が変化している、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記可動導波路体は、円盤状である、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記可動導波路体は、回転可能である、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記可動導波路体は、回動可能である、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記可動導波路体は、円周方向および径方向の少なくとも一方において分割された複数の導波路を有している、
請求項１４に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記可動導波路体は、前記導波路の内周側および外周側の少なくとも一方に設けられた電波漏洩阻止用突起を、さらに有している、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
前記可動導波路体は、前記導波路に対向する前記固定導波路体における前記可動導波路体の導波路の内周側および外周側の少なくとも一方に設けられた電波漏洩阻止用突起を、さらに有している、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
前記可動導波路体に形成された導波路と、
前記可動導波路体の導波路に対向する前記固定導波路体における、前記導波路およびこの導波路の内周側と外周側の少なくとも一方に設けられた電波漏洩阻止用突起と、
をさらに備えている、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
前記固定導波路体に形成された導波路に対向する前記可動導波路体における、前記固定導波路体の導波路およびこの導波路の内周側および外周側の少なくとも一方に設けられた電波漏洩阻止用突起と、
前記複数の電波漏洩阻止用突起群内に設けられた前記可動導波路体を前後に貫通する貫通口と、
をさらに備えている、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
前記導波路体は、前記可動導波路体の前後に所定間隔を介して前記固定導波路体を対向させて構成されている、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項２３】
前記アンテナ体の前面側に設けられた電波透過性のカバーを、さらに備えている、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項２４】
請求項１１に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の送受信体に電気的に接続された送受信機と、
を備えている電子機器。
【請求項２５】
前記アンテナ体は、自動車本体の前面側に装着される、
請求項２４に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波導波路およびそれを用いた移相器、放射器、この移相器および放射器を用いた電子機器、アンテナ装置およびこれを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波エネルギーの伝送路として用いられている高周波導波路は、第１・第２の導波路構成体を組み合わせて構成されている。
具体的には、それぞれ溝を設けた第１・第２の導波路構成体を、その溝の開口を合わせた状態で一体化し、これによって高周波導波路を構成している。なお、これに類似する先行文献には、特許文献１（特開２００４−４８４８６号公報）が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８４８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２３１１３号公報
【発明の概要】
【０００４】
前記従来例における課題は、高周波導波路から高周波エネルギーが漏洩してしまうということであった。すなわち、上記第１・第２の導波路構成体は、その溝の外周に設けたフランジをネジ止めや溶接により一体化するようにしている。その際に、作業ミスなどにより隙間が形成されると、その部分から高周波エネルギーが漏洩してしまう。
そこで本発明は、高周波導波路からの高周波エネルギー漏れを抑制することを目的とするものである。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、第１・第２の導体と、柱状突起と、を備えた、所謂、ワッフルアイアン構造中にリッジ（Ｒｉｄｇｅ）を有する構造を採用している。第１・第２の導体は、高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0としたときに、λ0／２未満の間隔で互いに対向配置されている。リッジ（Ｒｉｄｇｅ）は、第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、導波路形成部分に沿って延長形成されている。柱状突起は、リッジの外方において、導波路形成部分の外側の第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ0／４で、λ0／２未満の間隔で複数個配置されている。リッジは、その長手方向において高さ方向に対して直交する幅方向の寸法が変化している。
また、第１・第２の導体は、高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ０としたときに、λ０／２未満の間隔で互いに対向配置されている。リッジ（Ｒｉｄｇｅ）は、第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、導波路形成部分に沿って延長形成されている。柱状突起は、リッジの外方において、導波路形成部分の外側の第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ０／４で、λ０／２未満の間隔で複数個配置されている。リッジの高周波信号伝送方向の端部には連結路が設けられる。連結路のリッジの端部とは反対側には長さがλＲ／４のチョーク機能を持たせた先端が開放された導波路が設けられる。ただし、λＲは、導波路形成部分において伝送される高周波エネルギーの波長である。
また、第１・第２の導体は、高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ０としたときに、λ０／２未満の間隔で互いに対向配置されている。リッジ（Ｒｉｄｇｅ）は、第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、導波路形成部分に沿って延長形成されている。柱状突起は、リッジの外方において、導波路形成部分の外側の第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ０／４で、λ０／２未満の間隔で複数個配置されている。また、高周波信号の動作周波数における高周波導波路上の波長をλＲとしたときに、リッジの長手方向において、このリッジの高さをλＲ／４未満の周期で変化させている。
【０００６】
すなわち、本発明においては、第１・第２の導体間の導波路形成部分には、第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）を設けている。これにより、このリッジとそれに対向する導体間に電界が集中し、この電界に直交する方向、つまりリッジの長手方向に高周波エネルギーが進行する。この結果、まずは、この点で導波路形成部分外に高周波エネルギーの漏洩が発生しにくくなる。
【０００７】
また、本発明においては、このリッジの外方で導波路形成部分の外側の第１・第２の少なくとも一方には、高さがλ0／４の柱状突起を、λ0／２未満の間隔で複数個配置している。これにより、このリッジ外方の導波路形成部分には、上述したように、複数の柱状突起を設けているので、リッジ外方への高周波エネルギーの進行が発生した場合でも、導波路形成部分外への高周波エネルギーの進行を阻止することができる。この結果、高周波エネルギーの漏洩の発生を効果的に抑制することができる。
【０００８】
また、近年衝突回避、車間距離制御などに用いられるレーダ装置が自動車に装着されるようになってきた。このようなレーダ装置は、自動車がカーブを走行しているときにおいても測定可能にするため、左右１５度（計３０度）程度の検知角が求められる。
この検知角を得るための一つの方法として、送受信体の前に導波路体を介してアンテナ体を配置するとともに、アンテナ体を導波路体に対して左右に可動する構成が採用されていた。
これに類似する特許文献としては、特許文献２（特開２００２−２２３１１３号公報）が存在する。
【０００９】
また、上記従来例における課題は、アンテナ装置が大型化してしまうということであった。すなわち、アンテナ装置において上記左右１５度程度の大きな検知角を得るためには、上記アンテナ体が非常に大きなものとなる。そして、この大きなアンテナ体を左右に駆動する構成を含むアンテナ装置は、その可動空間まで含めると、結果として大型化してしまう。
【００１０】
近年の自動車は、例えば、省エネ対策等からコンパクト化が図られてきている。このような流れの中で、安全対策のためのアンテナ装置であっても、装置が大きくなってしまうのは好ましくない。つまり、アンテナ装置自体の小型化も求められている。
そこで、本発明は、アンテナ装置の小型化を図るとともに、構成の簡素化を図ることを目的とするものである。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、アンテナ体と、固定導波路体と、可動導波路体と、送受信体と、を備えている。アンテナ体は、所定間隔で配置された複数の放射素子を含む放射素子列を有する第１・第２の放射素子群を有している。可動導波路体は、固定導波路との間に導波路体を形成するとともに、固定導波路体に対して相対移動する。送受信体は、アンテナ体の後方に、導波路体を介して設けられている。導波路体は、高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ０としたときに、λ０／２未満の間隔で互いに対向配置された第１・第２の導体と、第１・第２の導体間に形成された導波路形成部分において、第１・第２の導体の一方から他方に向けて突出すると共に、導波路形成部分に沿って延長形成されたリッジ（Ｒｉｄｇｅ）と、リッジの外方において、導波路形成部分の外側の第１・第２の導体の少なくとも一方に、高さがλ０／４で、λ０／２未満の間隔で複数個配置された柱状突起とを備える。可動導波路体に設けられた複数の導波路は、第１の導波路と、第２の導波路と、第３の導波路と、を有している。第１の導波路は、第１の放射素子群に対応した複数の導波路によって構成されている。第２の導波路は、第２の放射素子群に対応した複数の導波路によって構成されている。第３の導波路は、第１・第２の放射素子群において、互いに隣接する第１の放射素子群の放射素子列と第２の放射素子群の放射素子列との間の位相差を、第１・第２の放射素子群に含まれる互いに隣接する他の放射素子列間の位相差と同じ値に合わせる。
【００１２】
すなわち、本発明では、アンテナ体を固定式とし、その後方に配置された導波路体を可動式とすることにより、広い検知角を得ることができる。このため、従来のようにアンテナ体自体を装置内において可動させるものと比べると、大幅な小型化が図れる。
【００１３】
さらには、本発明においては、上述した第１・第２・第３の導波路の構成によって、隣接する送受信開口の距離と同程度に、第１・第２の放射素子群の間の距離を短くすることができる。よって、第１・第２の放射素子群の間の距離が長くなるに従って増加する不要な方向への電波の散逸を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を適用した自動車の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の斜視図。
【図３】本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の分解斜視図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる基本導波路の断面図。
【図５】本発明の一実施形態にかかる基本導波路の斜視図。
【図６】本発明の一実施形態にかかる貫通孔を有する導波路の斜視図。
【図７】本発明の一実施形態の移相器の斜視図。
【図８】本発明の一実施形態にかかる積層型可変移相器の断面図。
【図９】本発明の一実施形態にかかる積層型固定移相器の断面図。
【図１０】第六の板体を後方から見た斜視図。
【図１１】第五の板体を後方から見た斜視図。
【図１２】第五の板体を前方から見た斜視図。
【図１３】第四の板体を後方から見た斜視図。
【図１４】第四の板体を前方から見た斜視図。
【図１５】第三の板体を後方から見た斜視図。
【図１６】第三の板体を前方から見た斜視図。
【図１７】第二の板体を後方から見た斜視図。
【図１８】第二の板体を前方から見た斜視図。
【図１９】第一の板体を前方から見た斜視図。
【図２０】第四の板体の分解斜視図。
【図２１】本発明の一実施形態にかかるビーム可変アンテナの移相器配置図。
【図２２】本発明の一実施形態にかかるビーム可変アンテナの位相関係図。
【図２３】周期的にリッジ高さを可変とした高周波導波路の斜視図。
【図２４】周期的にリッジ高さを可変とした高周波導波路の波長特性図。
【図２５】周期的にリッジ高さを可変とした高周波導波路を使用した放射器の斜視図。
【図２６】放射素子間の距離を変えた場合の指向特性図。
【図２７】本発明の一実施形態にかかるビーム可変アンテナの移相器配置図。
【図２８】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るリッジの長手方向における寸法（高さ、幅）を変化させた構成を示す板体の側断面図と平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、例えば、電子機器として自動車を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１において、１は自動車本体で、この自動車本体１の下方には４本のタイヤ２が設けられている。
【００１６】
これらのタイヤ２は、自動車本体１のボンネット３下方に収納したエンジン（図示せず）によって回転駆動される。
また、車内４内には、タイヤ２を運転操作するためのハンドル（図示せず）が設けられている。また、自動車本体１の前面側のバンパー５の上方には、図２に示すアンテナ装置６が設けられている。
【００１７】
このアンテナ装置６は、後で詳しく説明するが、これら図１、図２に示すように、自動車本体１の前面側において、前方（例えば、１５０メートル）の範囲に対し、中心から水平方向に左右（例えば、１５度（計３０度））の範囲で、７６．５ＧＨｚの電波をその角度を順次走査しながら発射する。また、アンテナ装置６は、その照射された角度における前方１５０メートル以内からの反射波を受信することにより、前方１５０メートル範囲内における対象物（先行する他の自動車あるいは落下物等の障害物）などを検出し、自動車本体１の各種制御に活用する。
【００１８】
この各種制御には、例えば、先行する他の自動車との距離を測定することにより自車のスピードをコントロールし、先行する自動車との距離を保とうとする制御等がある。あるいは、前方における落下物の有無を検出し車内４内において警報を発する制御等がある。
さて、この図２に示すアンテナ装置６は、具体的には、図３に示す各種構成部品により構成されている。ここで、図３に示す方位表示は、図１および図２に示す方位表示に対応している。
【００１９】
すなわち、図３において、７はアンテナ体であり、このアンテナ体７の後方には導波路体８を介して送受信体９が配置されている。また、アンテナ体７の前方にはカバー（電波透過性のカバー）１０が、送受信体９の後方にはケース１１が配置されている。
また、図３に示すように、アンテナ体７は、板体１２および板体１３の２つの板状部材から構成されている。また、導波路体８は、板体１３と板体１４と板体１５と板体１６と板体１７との５つの板状部材から構成されている。さらに、送受信体９は、基板ベース１８と制御部１９とＲＦ回路部２０とから構成されている。
【００２０】
なお、板体１３がアンテナ体７と導波路体８との両方に含まれているのは、板体１３の前方側をアンテナ体７として用い、後方側を導波路体８として用いているためである。
また、図３には図示されていないが、板体１２，１３，１４，１５，１６，１７には、後述する柱状突起やリッジ、層間接続用の貫通孔が設けられている（図１０から図１９参照）。
【００２１】
さらに、図３には図示していないが、組立てた状態において、アンテナ体７の板体１２，１３間、さらに導波路体８の板体１４，１５，１６，１７間は一定の間隔で離れた状態に保たれている。特に、導波路体８の板体１５は、円盤状の形状を有しているとともに、円盤の中心を軸として板体１４と板体１６とが一定の間隔を空けて回動するように構成されている。これにより、円盤状の板体１５を回転駆動するだけで、左右方向における所望の検知角を確保することができる。そして、従来のようにアンテナ体を可動させる必要がないため、構成を簡素化することができる。
そして、アンテナ体７と導波路体８との内部には、上述した各板体１２〜１７間が一定の間隔で離れた状態でも、送受信体９から供給される高周波エネルギーを周囲に放散することなく、アンテナプレート１２に位相制御して分配させるための高周波導波路と移相器とが構成されている。
【００２２】
ここで、本実施形態に用いられる高周波導波路と移相器の構造について説明するが、まずは、その基本動作原理について説明する。
図４は、高周波導波路と移相器の元となる基本動作原理を説明するための断面図であり、図５は、その斜視図である。
【００２３】
図４および図５に示すように、本実施形態の高周波導波路は、高周波信号の動作周波数の自由空間波長をλ0とすると、λ0／２未満の間隔で平行に配置した２枚の導体、すなわち下側導体（第１の導体、第２の導体）２２と上側導体（第２の導体、第１の導体）２３とによって形成される。また、高周波導波路は、一方の導体である下側導体２２の表面に、高さが略λ0／４の柱状突起（電磁波漏洩阻止用突起）２４を互いの隙間がλ0／２未満となる間隔で２次元的に配置した、所謂、ワッフルアイアン構造を有している。さらに、そのワッフルアイアン構造の内部には、高周波エネルギーの伝送経路に沿って連続して形成されたリッジ２５が設けられている。
つまり、下側導体２２と上側導体２３との間の導波路形成部分には、前記リッジ２５が設けられている。そして、このリッジ２５の外方であって、かつ導波路形成部分の外方には、前記柱状突起２４が複数個設けられている。
【００２４】
ここで、図４および図５の構造が有する高周波エネルギーの伝送特性について説明する。
まず、λ0／２未満の間隔で平行に配置された二枚の導体２２，２３は、導体に垂直な電界のみを有する基本モードだけが伝送する平行平板導波路として動作することは良く知られている。一方、柱状突起２４の隙間は、下側導体２２によって先端が短絡された伝送線路と等価となる。このため、図４に示す高さが略λ0／４の柱状突起２４の先端を繋いだ面２６上であって柱状突起２４の隙間の領域は、その面に垂直な方向に電界が存在できない磁気壁と等価となっている。つまり、図４および図５の構造は、本来は２枚の導体２２，２３に垂直な電界による高周波エネルギー（電波）を伝送できる平行平板導波路である。しかしながら、リッジ２５外方の導波路形成部分外には、高さが略λ0／４の柱状突起２４を２次元的に配置したワッフルアイアン構造が存在するため、高周波エネルギーが伝送できない特性を有している。
【００２５】
なお、柱状突起２４の隙間をλ0／２未満としているのは、柱状突起２４の隙間に高次の伝送モードが発生するのを防止し、高周波エネルギーが伝送できない特性を確実に実現するためである。
ここで、図４および図５に示したように、ワッフルアイアン構造の内部に連続したリッジ２５を設けると、リッジ２５の表面は電気壁であることから、平行平板導波路と同じように、リッジ２５の表面に垂直な方向の電界がリッジ２５に沿って連続的な経路として存在できる。つまり、リッジ２５に沿って高周波エネルギーの伝送路が形成される。
【００２６】
すなわち、図４、図５に示した構造は、高周波エネルギーを周囲に放散せず、且つリッジに沿って効率良く伝送できる基本導波路として機能することとなる。
そして、上記の高周波導波路は、リッジ２５の長手方向において、高さを変化させたり（図２３参照）、長手方向に直交する方向の幅を変化させたり（図２８参照）することで、伝送する高周波エネルギーの電流と電圧の比率を変化させることができる。よって、異なる特性インピーダンスの線路を作製することができる。つまり、リッジ２５の長手方向において、高さを変化させたり、幅を変化させたりすると、それに対向する導体２３との間に形成される容量成分（Ｃ）の大きさを変化させることができる。この結果、異なる特性インピーダンスの線路を容易に作製することができる。
【００２７】
さらに、リッジ２５を、その延伸方向において複数に分岐（具体的には、例えばＴ型）させる（図１１参照）ことで、容易に分岐線路も作製することができる。よって、アンテナ給電線路として利用することが可能となる。
さらに、下側導体２２と上側導体２３とを接触させなくても、周囲に高周波エネルギーを放散しない。これにより、隣接する線路間との境界に特別な遮蔽構造を設けなくても結合も低く抑えられるので製作が容易になる。さらに、導波路の誘電体として、損失の極めて少ない空気を使用しているため、低損失が必要とされるミリ波への応用に特に適している。
つまり、本実施形態による高周波導波路を、ミリ波車載レーダ等の分岐や結合の多いアンテナ給電回路に用いれば、製作と組立が簡単で、経時劣化による接触不良の心配がなく、低損失なアンテナ装置を実現することができる。
【００２８】
また、図６には、上記の高周波導波路を積層して用いるために、導波路形成部分に垂直な方向に貫通孔２７ａ，２７ｂを設けた構造を示している。図６において、２７ａ，２７ｂは上下層への高周波エネルギーの出入口である貫通孔、２８はリッジ２５の延長方向への高周波エネルギー伝送を遮断するとともに貫通孔２７ａ，２７ｂへ高周波エネルギーを効率良く伝送するためのチョーク構造である。そして、この構造は、貫通孔２７ａ，２７ｂの端から導波路形成部分を伝送する電波の波長をλRとしてλR／４の先端が開放された導波路と、該先端が開放された導波路の外側に配置された高さが略λ0／４の複数の柱状突起２４と、を備えている。
【００２９】
つまり、チョーク構造２８においては、先端が開放された導波路のλR／４の長さ移動した位置では、短絡した状態と等価となる。このため、リッジ２５と貫通孔２７の導波管壁とが短絡される。よって、リッジ２５から貫通孔２７へ高周波エネルギーが効率良く伝送される。なお、先端が開放された導波路の外側に配置された高さが略λ0／４の柱状突起２４は、導波路の先端からの漏れを抑えて、より理想的な開放状態を実現するために設けられている。
【００３０】
さらに、上記の高周波導波路では、上述したように、下側導体２２と上側導体２３とを互いに接触させなくても高周波エネルギーの漏れ出しを防止することができる。ここでは、このような特徴に注目し、下側導体２２と上側導体２３とを平行に相互にスライドさせても導波路が構成されるように、リッジ２５の一方の側に上層への貫通孔の形状を工夫した構造を図７に示す。
【００３１】
図７において、２７ａ，２７ｂは上下層への高周波エネルギーの出入口である貫通孔、２９はリッジ２５の延長方向への高周波エネルギー伝送を遮断するとともに上層への貫通孔２７ｂへ高周波エネルギーを効率良く伝送するために上側導体２３に設けたチョーク構造である。このチョーク構造２９は、上層への貫通孔２７ｂの端から導波路上の波長をλRとしてλR／４の位置を先頭に、深さが略λW／４の先端が短絡された導波管状の溝を複数配置した構造となっている。なお、λWは、導波路形成部分の溝の管内波長である。
【００３２】
つまり、チョーク構造２９においては、上側導体２３に設けられた深さが略λW／４の先端が短絡された導波管状の溝の入口が、開放状態と等価である。このため、この位置でリッジ２５上を流れる電流とペアをなす上側導体２３の下面のリターン電流が遮断され、この位置でインピーダンスは開放となる。よって、この位置からλR／４の位置に設けた貫通孔２７ｂでは、貫通孔２７ｂの導波管壁とリッジが短絡と等価となる。この結果、リッジ２５から貫通孔２７ｂへ高周波エネルギーが効率良く伝送される。なお、深さが略λW／４の先端が短絡された導波管状の溝を複数配置したのは、導波管状の溝を飛び越えて流れる電流漏れを抑えて、より理想的な開放状態を実現するためである。
【００３３】
つまり、図７に示した構造において、下側導体２２と上側導体２３とを互いに平行に図中の示した座標軸のＺ方向にスライドさせると、下側導体２２および上側導体２３の２つの貫通孔２７ａ，２７ｂ間の距離が変化する。よって、２つの貫通孔２７ａ，２７ｂ間を通過する高周波エネルギーの位相が変化する移相器として動作させることが可能となる。
すなわち、本実施形態の移相器によれば、図６に示した高周波導波路の特長が継承される。これにより、周囲に高周波エネルギーを放散せず、また隣接する移相器間の結合も低く抑えられる。さらに、製作と組立が簡単で、経時劣化による接触不良の心配がない。特に、車載レーダ等のミリ波帯において、低損失な移相器を実現することができる。
【００３４】
次に、後述の実体図を用いた説明と対応させるために、移相器の具体例について説明する。
図８は、図７に示した移相器を２つ使用し、２つの移相器の下側導体２２ａ，２２ｂを背中合わせに積層した構造をリッジ２５ａ，２５ｂに沿って切断した断面図を示している。図８に示した構造は、上下の導体２３ａ，２３ｂを互いに固定し、導体２２ａ，２２ｂが一体化された中間導体を、図中の矢印３０の方向にスライドさせる。これにより、貫通孔２７ａａ，２７ａｂ（連結路）を介する貫通孔２７ｂａ，２７ｂｂ間（Ａ−Ａ間）の導波路長が変化する。よって、Ａ−Ａ間を通過する高周波エネルギーの位相が変化する可変移相器として動作する。つまり、図８の移相器は、図７の移相器と比較して、移相器の動作中に図８中にＡで示した移相器の２つの入出力端子（貫通孔２７ｂａ，２７ｂｂ）の位置が変化しないことと、中間導体の相対的なスライド量に対して２倍の移相量が得られることと、を特長としている。
【００３５】
さらに、図９は、図７に示した移相器を２つ使用し、２つの移相器の下側導体２２ａ，２２ｂを背中合わせに積層した構造をリッジ２５ａ，２５ｂに沿って切断した断面図を示している。図９に示した構造は、図８と比べて、２つの移相器の左右の向きを反対としている。これにより、図中の矢印３０の方向に中間導体をスライドさせても、貫通孔２７ａａ，２７ａｂ（連結路）を介する貫通孔２７ｂａ，２７ｂｂ間（Ｂ−Ｂ間）の導波路長が変化しない。よって、Ｂ−Ｂ間を通過する高周波エネルギーの位相が変化しない固定移相器として動作させることができる。この結果、上下の導体２３ａ，２３ｂ間において、高周波エネルギーは通過させたいが位相は変化させたくない場合の用途に用いることができる。
【００３６】
図２および図３に戻って説明を続けると、本実施形態のアンテナ装置６のアンテナ体７と導波路体８の内部には、以上に説明した高周波導波路と移相器とが用いられている。
なお、図７、図８に示した構造の移相器を、車載レーダ等の複数の移相器を有し、且つ複数の移相器間の移相量の比を一定に保ちながら同時に変化させるフェーズドアレーアンテナに応用する場合には、以下のような構成となる。
【００３７】
すなわち、下側導体２２と上側導体２３とを直線的にスライドさせるのではなく、後述する各板体１２〜１７の詳細図に示すように、図７のリッジ２５を円弧状とした複数本の移相器を半径比が同じ同心円状に配置する。そして、図７の上側導体２２と下側導体２３とに対応する可動導体板（板体１５）と固定導体板（板体１４，１６）とを、互いに平行に、且つ同心円状の中心を回転軸として回動させる構造とする。つまり、各リッジの半径比が一定であることから、同じ回動角度に対して一定の移相量の比を保って変化する移相器群が得られる。
【００３８】
すなわち、本実施形態のアンテナ装置６では、図２および図３に示すように、高さが略λ／４の柱状突起によるワッフルアイアン構造と高周波エネルギーの伝送経路に沿って設けたリッジによる導波路とを用いている。このため、板体１２、板体１３、板体１４、板体１５、板体１６、板体１７を物理的に接触させなくても、一定の間隔で離れた状態に保ったままで、周囲に高周波エネルギーを漏洩させることはない。また、隣接する線路や移相器間の結合度合いを低く抑えられる。よって、製作と組立が簡単で、経時劣化による接触不良の心配がない。特に、車載レーダ等のミリ波帯において、低損失なアンテナを実現することが可能となる。さらに、本実施形態のアンテナ装置６においては、各板体１２〜１７が物理的に接触しないという特徴を活かして、特に、導波路体８の板体１５を、板体１４と板体１６に対して一定の間隔を介して回動させるように構成されている。これにより、簡素な構成の移相器を含むビーム可変アンテナを実現することが可能となる。
【００３９】
次に、アンテナ装置６を構成する各板状部材の詳細図を用いて、高周波エネルギーの流れを説明する。
なお、本実施形態のアンテナ装置６においては、高周波エネルギーを板体１６から板体１４まで、一度、各板体１２〜１７間を通過して到達させる。その後、再び板体１４，１５を通過させて板体１６にまで戻す。そして、さらにもう一度、板体１６，１５を通過させて板体１４に到達させる経路を採用している。これにより、多くの移相器を小さな面積内に収納することができる。よって、アンテナ装置６全体の大きさを小さくすることができる。
【００４０】
以下、各詳細図を用いて、特に、送受信体９から導波路体８およびアンテナ体７を通ってアンテナ装置６の前方に放射される送信時の高周波エネルギーの流れを説明する。なお、受信時の高周波エネルギーの流れは、送信時とは逆方向になるだけで、経路は全て同じである。
図１０は、導波路体８の板体１７を後方から見た斜視図である。なお、図中の方位表示は、全て図１および図２に示す方位表示に対応しており、後述する他の板体の斜視図においても同様である。
【００４１】
図１０において、送受信体９から出力された高周波エネルギーは、貫通孔３１から導波路体８の内部に入力される。入力された高周波エネルギーは、図１１の板体１６のリッジ端３２ａに入り、リッジ３２に沿って伝送される。そして、２つに分岐された後、前方の層への貫通孔３３へ入る。ここで貫通孔３１から貫通孔３３までの経路は、図６に示した構造が用いられている。
【００４２】
以降、２つの貫通孔３３のうち一方に入った高周波エネルギーのみに注目して説明を続ける。
貫通孔３３に入った高周波エネルギーは、図１２の板体１６の貫通孔３４から出る。なお、貫通孔３３，３４を含め、後述する各層間の貫通孔の形状は、すべて、上下層のリッジへ効率良く高周波エネルギーを伝送できるように、図６と図７に示した矩形導波管ではなく、矩形導波管の２つの長辺にリッジを有するダブルリッジ矩形導波管となっている。さらに、貫通孔３４を含め移相器入出力部の貫通孔については、リッジとの整合を取るために矩形導波管の短辺の一部を外側へ膨らませた形状になっている。また、リッジの一部には、整合のための盛上げや切欠きが設けられている。
【００４３】
再び図１２に戻って説明を続けると、図１２の貫通孔３４から出た高周波エネルギーは、図１３の板体１５のリッジ３５に入る。そして、リッジ３５に沿って伝送され、前方の層への貫通孔３６に入る。また、貫通孔３６に入った高周波エネルギーは、図１４の板体１５の貫通孔３７に出る。貫通孔３７に出た高周波エネルギーはリッジに沿って伝送されて、図１５の板体１４の前方の層へ貫通する貫通孔３８に入る。ここで、貫通孔３４，３６，３７，３８を繋ぐ経路は、図９に示した構造が用いられている。これにより、板体１５が板体１３，１６に対して回動しても、貫通孔３４から３８間の高周波エネルギーの位相は変化しない。
【００４４】
再び図１５に戻って説明を続けると、図１５の貫通孔３８に入った高周波エネルギーは、図１６の板体１４の貫通孔３９に出た後、リッジに沿って伝送される。そして、２つに分岐された後、後方の層へつながる貫通孔４０，４１へ入る。
つまり、前述したように、送受信体９から板体１７の貫通孔３１に入力された高周波エネルギーは、板体１７，１６，１５間を前方へ向かって通過して板体１４の貫通孔３９に到達する。その後、再度、板体１４，１５間を後方へ向かって通過して板体１６まで戻るために、板体１４において高周波エネルギーの進行方向が逆向きとなる。
【００４５】
ここで、まず貫通孔４０に入った方の高周波エネルギーに注目して説明を続ける。貫通孔４０に入った高周波エネルギーは、図１５の板体１４の貫通孔４２から出る。そして、貫通孔４２から出た高周波エネルギーは、図１４の板体１５のリッジ４４に入り、リッジ４４に沿って伝送されて後方の層への貫通孔４５に入る。また、貫通孔４５に入った高周波エネルギーは、図１３の板体１５の貫通孔４６に出る。貫通孔４６から出た高周波エネルギーは、リッジ４７に沿って伝送され、リッジ４７から図１２の板体１６の後方の層への貫通孔４８に入る。ここで、貫通孔４２，４５，４６，４８を繋ぐ経路についても、図９に示す構造が用いられている。よって、板体１５が板体１４，１６に対して回動しても、貫通孔４２から貫通孔４８までの間の高周波エネルギーの位相は変化しない。
【００４６】
再び図１６に戻って説明を続けると、貫通孔４１に入った高周波エネルギーは、図１５の板体１４の貫通孔４３から出る。そして、貫通孔４３から出た高周波エネルギーは、図１４の板体１５のリッジ４９に入り、リッジ４９に沿って伝送されて後方の層への貫通孔５０に入る。貫通孔５０に入った高周波エネルギーは、図１３の板体１５の貫通孔５１に出て、リッジ５２に沿って伝送されてリッジ５２から図１２の板体１６の後方の層への貫通孔５３に入る。ここで、貫通孔４３，５０，５１，５３を繋ぐ経路には、図８に示した構造が用いられている。よって、板体１５が板体１４，１６に対して回動すると、貫通孔４３から貫通孔５３までの間の高周波エネルギーの位相が変化する。
【００４７】
ここまでは、図１６の２つの貫通孔４０，４１に入った高周波エネルギーが、それぞれ図１２の２つの貫通孔４８，５３に入るまでの２つの経路を別々に説明したが、ここからは２つの経路を一緒に説明する。
図１２に示す２つの貫通孔４８，５３に入った高周波エネルギーは、図１１の板体１６の貫通孔５４，５５からそれぞれ出る。その後、リッジ３２ｂ，３２ｃに沿って伝送され、それぞれ４つに分岐されて前方への貫通孔５６，５７に入る。
【００４８】
つまり、前述のように、送受信体９から出力され、板体１７，１６，１５間を前方へ向かって通過して板体１４に到達した後、再び板体１５，１６，１７間を後方へ向かって通過して板体１６まで戻った高周波エネルギーは、もう一度、板体１６，１５，１４間を通過して板体１４に到達させるために、板体１６において進行方向が逆向きとなる。
貫通孔５６，５７に入った高周波エネルギーは、図１２の板体１６の貫通孔５８，５９から出る。その後、高周波エネルギーは、図１３の板体１５のリッジ６０，６１上の位置６０ａ，６１ａに入り、それぞれ４本のリッジ６０，６１上を伝送されて前方への貫通孔６２，６３へ入る。
【００４９】
貫通孔６２，６３に入った高周波エネルギーは、図１４の板体１５の貫通孔６４，６５に出る。その後、高周波エネルギーは、それぞれ４本のリッジ６６，６７を介して伝送され、リッジ６６，６７上の位置６６ａ，６７ａから図１５の板体１４の前方の層への貫通孔６８，６９に入る。ここで、貫通孔５８，６２，６４，６８、および貫通孔５９，６３，６５，６９を繋ぐ経路には、図８に示す構造が用いられている。よって、板体１５が板体１４，１６に対して回動すると貫通孔５８から貫通孔６８までの間、および貫通孔５９から貫通孔６９までの間の高周波エネルギーの位相が変化する。
【００５０】
さらに、貫通孔６８，６９に入った高周波エネルギーは、図１６の板体１４の貫通孔７０，７１から出る。その後、それぞれ４本のリッジ７２，７３上を伝送され、リッジ７２，７３上の位置７２ａ，７３ａから、図１７の板体１３の貫通孔７４，７５に入る。さらに、高周波エネルギーは、図１８の板体１３の貫通孔７６，７７から出る。
そして、貫通孔７６，７７から出た高周波エネルギーは、放射素子の励振用導波路であるそれぞれ４本のリッジ７８，７９上で共振する。さらに、リッジ７８，７９上の共振電流が、図１９の板体１２に形成された放射素子群１２ａ，１２ｂを共振させる。最終的には、放射素子群１２ａ，１２ｂの共振磁流が放射源となって、アンテナ装置６の前方空間に向かって高周波エネルギーが放射される。
【００５１】
以上の説明では、図１１の貫通孔３３，３３の一方に入った高周波エネルギーの流れについて説明したが、他方の貫通孔３３に入った高周波エネルギーについても、同様の経路を通過して、図１９の放射素子群１２ｃ，１２ｄから前方空間に向かって放射される。但し、各詳細図に示したように、放射素子群１２ａと放射素子群１２ｂ、および放射素子群１２ｃと放射素子群１２ｄとでは、通過する移相器の形状が左右対称に構成されている。このため、板体１５が回動した場合には、可変移相器の移相符号は互いに逆極性となっている。
【００５２】
以上のように、本実施形態のアンテナ装置６では、板体１５を板体１４，１６に対して回動させたとき、高周波エネルギーの位相が変化する伝送路と変化しない伝送路を複数組合せた構成となっている。
ここで、ビーム可変アンテナの動作原理は、隣接する放射素子間に一定の位相差を与え、その位相差を変化させることで得られることがよく知られている。また、不要な方向への電波の散逸を抑えてアンテナの利得を高めるためには、放射素子の密度を高める必要があることも良く知られている。
【００５３】
よって、本実施形態のアンテナ装置６においても、板体１５上に、円弧状をした複数本の移相器を、半径比が同じな同心円状に配置している。これにより、板体１５が板体１４，１６に対して回動したとき、各移相器の半径比に比例した位相差を発生させることができる。さらに、図１９に示すように、左右方向に放射素子列１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄの密度を高めた配置を採用することができる。なお、この放射素子列１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄは、それぞれ上下方向に複数の放射素子を配置して構成される放射素子の一群である。
【００５４】
しかしながら、板体１５を回動させる手段は、図２０に示すように、円盤状の板体８０、位置検出板８１、クランプ板８２、ネジ８３、モーター８４によって構成されている。そして、板体１５の中心部の穴８５には、モーター８４を組込む必要がある。このため、円盤状の板体８０の中心部には、移相器を配置できないという制約がある。
この制約は、板体１５の中心部に置かれるべき移相器に対応する放射素子列１２ｂｄおよび放射素子列１２ｃｄ（図１９参照）の間の位相差を、他の隣接する放射素子列間の位相差と同じにすることができないという不具合となる。
よって、本実施形態のアンテナでは、上述した高周波エネルギーの流れの説明のように、板体１５を回動させたときに位相の変化する伝送路による可変移相器と、位相の変化しない伝送路による固定移相器とを設けて組み合わせることにより、この課題を解決している。
【００５５】
ここで、本実施形態における移相器配置について、以下で説明する。
図２１は、本実施形態に係るアンテナ装置６（ビーム可変アンテナ）の移相器配置図であり、図２２は、本実施形態に係るアンテナ装置６の位相関係図である。
本実施形態のアンテナ装置６は、図２１および図２２に示すように、入力端子３２ｘと放射素子群１２ａ〜１２ｄを有している。ここで、放射素子群１２ａ〜１２ｄは、図１９に示すように、上下方向に複数並べられたスロット型放射素子列１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄに対応している。
【００５６】
また、図２１と図２２には、上述した板体１２〜１７間を接続する貫通孔３３，３４，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４８，５３，５５，５６，５７，５８，５９，６８，６９，７０，７１に対応する点を○印で示している。また、各板体１２〜１７上に設けた高周波導波路に対応する線を、２つの実線８７，８８と、２つの破線８９，９０とで示している。
【００５７】
なお、破線８９は、板体１６の後方に設けたリッジによる高周波導波路を、破線９０は、板体１５の前方に設けたリッジによる高周波導波路を、それぞれ示している。実線８７は、板体１５の後方に設けたリッジによる高周波導波路を、実線８８は、板体１５の前方に設けたリッジによる高周波導波路を、それぞれ示している。さらに、図２１の吹出し内に示したように、内側に示した円弧状実線が高周波導波路８７を、外側に示した円弧状実線が高周波導波路８８を、それぞれ示している。
【００５８】
また、図２２の９１，９２，９３，９４は、図２１に記された移相器を示している。そして、各移相器上に記した式は、板体１５が図２１中の矢印方向にΔφ／２回動したときの各移相器の移相量に相当する導波路長の変化量を示している。さらに、図２１と図２２とでは、放射素子列１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄの並び順を一致させて示している。よって、図２２の入力端子３２ｘから放射素子列１２ａａ〜１２ｄｄの各移相器９１〜９４上に記した導波路長の変化量を総和することで、図２１の板体１５が矢印方向にΔφ／２回転したときの給電される高周波エネルギーの総移相量が得られるようになっている。
【００５９】
ここで、図２２の移相器９３，９４は、図８に示した板体１５が回動したときに位相量が変化する可変移相器である。移相器９１，９２は、図９に示した板体１５が回動しても位相量が変化しない固定移相器である。なお、図２１では、これら２種類の移相器の高周波導波路８７，８８の接続形状が、図８と図９における高周波エネルギーの経路Ａ−ＡとＢ−Ｂの形状に対応するように示されている。
そして、移相器９３の高周波導波路の板体１５の回動中心からの半径は、図２１、図２２に示すように、４Δｒとなっている。また、移相器９４の高周波導波路の板体１５の回動中心からの半径は、内側から順にそれぞれ、４．５Δｒ、５．５Δｒ、６．５Δｒ、７．５Δｒとなっている。
【００６０】
よって、板体１５がΔφ／２回動したときの、各移相器９１〜９４の配置とΔφの回動方向との組合せが寄与する符号を考慮しながら、図２２の入力端子３２ｘから各放射素子列１２ａａ〜１２ｄｄまでの移相器の導波路長の変化量を総和すると、
放射素子列１２ａａについて：±０±０−７．５ΔｒΔφ＝−７．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ａｂについて：±０±０−６．５ΔｒΔφ＝−６．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ａｃについて：±０±０−５．５ΔｒΔφ＝−５．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ａｄについて：±０±０−４．５ΔｒΔφ＝−４．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｂａについて：±０＋４ΔｒΔφ−７．５ΔｒΔφ＝−３．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｂｂについて：±０＋４ΔｒΔφ−６．５ΔｒΔφ＝−２．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｂｃについて：±０＋４ΔｒΔφ−５．５ΔｒΔφ＝−１．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｂｄについて：±０＋４ΔｒΔφ−４．５ΔｒΔφ＝−０．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｃａについて：±０−４ΔｒΔφ＋４．５ΔｒΔφ＝０．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｃｂについて：±０−４ΔｒΔφ＋５．５ΔｒΔφ＝１．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｃｃについて：±０−４ΔｒΔφ＋６．５ΔｒΔφ＝２．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｃｄについて：±０−４ΔｒΔφ＋７．５ΔｒΔφ＝３．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｄａについて：±０±０＋４．５ΔｒΔφ＝４．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｄｂについて：±０±０＋５．５ΔｒΔφ＝５．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｄｃについて：±０±０＋６．５ΔｒΔφ＝６．５ΔｒΔφ
放射素子列１２ｄｄについて：±０±０＋７．５ΔｒΔφ＝７．５ΔｒΔφ
というように、互いに隣接する放射素子列１２ａａ，１２ａｂ、放射素子列１２ａｂ，１２ａｃ、・・・・・・・放射素子列１２ｄｂ，１２ｄｃ、放射素子列１２ｄｃ，１２ｄｄ間の導波路長の変化量の差は、すべてΔｒΔφとなっている。
【００６１】
これにより、図１９の放射素子群１２ｂと放射素子群１２ｃとに含まれる放射素子列１２ｂａ〜１２ｂｄと放射素子列１２ｃａ〜１２ｃｄとのうち、互いに隣接する放射素子列１２ｂｄ，１２ｃａ間にも、他の各放射素子列間と同量の位相差を与えることが可能となる。そして、これは、図２１および図２２に示すように、板体１５を回動させたときに位相の変化する可変移相器と、位相の変化しない固定移相器と、を設けて組合せることにより実現される。
【００６２】
すなわち、導波路体８に形成された複数の導波路は、可動導波路体としての板体１５が、固定導波路体としての板体１４と板体１６および板体１３に対して、回転（もしくは回動）して相対的に動くことで、伝送する電波の位相が変化する可変移相器と、板体１５の動きに関係なく、固定された伝送線路長により固定的な位相量を与える固定移相器とを形成している。
【００６３】
また、放射素子群１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとの関係においては、導波路体８の複数の導波路は、第１の導波路（図２７の９５）と、第２の導波路（図２７の９６）と、第３の導波路（図２７の９７）とを形成している。
第１の導波路は、第１の放射素子群１２ａ，１２ｂに対応した複数の導波路によって構成されている。第２の導波路は、第２の放射素子群１２ｃ，１２ｄに対応した複数の導波路によって構成されている。第３の導波路は、第１の放射素子群の放射素子列１２ｂｄと、第２の放射素子群の放射素子列１２ｃａとの間の導波路長差を、他の隣接する放射素子列間の導波路長差であるΔｒ＊Δθ（すなわち、ΔｒとΔθとの積となる値）に合わせる。
【００６４】
これにより、全ての放射素子列１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄの互いに隣り合う放射素子列間の位相差を全て等しくすることができるため、不要な方向への電波の散逸を抑制することができる。
つまり、同じ開口面積を有するアンテナの、その開口面積に対する電波の入射／放射効率を向上させることができるので、同じ効率を持ったアンテナを、より小型化することが可能になる。
【００６５】
つまり、本実施形態によるアンテナ装置６によれば、移相器を構成する板体１５の中心部にモーター８４を組込む必要がある。このため、中心部に移相器を配置できないという制約がある場合において、板体１５を回動させたときに位相の変化する可変移相器と位相の変化しない固定移相器を設けて組み合わせている。これにより、板体１５の中心部に置かれるべき移相器に対応する、図１９の放射素子群１２ｂ，１２ｃに含まれる放射素子列１２ｂａ〜１２ｃｄ中にある隣接する放射素子列１２ｂｄ，１２ｃａ間に、他の隣接する放射素子列間と同じ位相差を与えることができる。よって、アンテナ装置６の利得を高めることが可能となる。
【００６６】
［他の実施形態］
（Ａ）
以上では、図１の左右方向における不要な方向への電波の散逸を抑えたアンテナ装置について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１の上下方向における不要な方向への電波の散逸を抑えたアンテナ装置であってもよい。
ここでは、本実施形態のアンテナ装置６を車載レーダに適用した場合における車載レーダの認識精度を向上させる手段について以下で説明する。
図２３は、周期的にリッジ９５の高さを変化させた高周波導波路の斜視図である。図２４は、周期的にリッジ高さを変化させた高周波導波路の波長特性図である。図２５は、周期的にリッジ高さを変化させた高周波導波路を使用した放射器の斜視図である。図２６は、放射素子間の距離を変えた場合の指向特性図である。
【００６７】
図２３に示した高周波導波路は、図５に示した高周波導波路と比べて、長手方向において高さが変化するリッジ９５以外は同じ構造と形状を有している。なお、図２３では、説明の便宜上、上側導体は図示していないが、図５と同様に上側導体２３と下側導体２２の２つの導体によって高周波導波路が構成されているものとする。
ここで、図２３に示した高周波導波路は、動作周波数において図５に示した高周波導波路上の波長をλRとするとき、リッジ９５上にλR／４未満の周期で切込（凹部）９６を設けている。これにより、リッジ９５の長手方向における高さを周期的に変化させることができる。
【００６８】
図２４は、切込９６の深さと高周波導波路上の波長との関係を示すグラフである。
つまり、図２４に示すように、動作周波数の自由空間波長をλ0とし、深さが０からλ0／８の範囲で、且つリッジ９５の長手方向においてλR／４未満の周期で切込９６を設けて高さを変化させることにより、自由空間波長λ0に対する高周波導波路上の波長λgとの比率λg／λ0を、約１．１５から０．８５の範囲で変化させることができる。
【００６９】
なお、高周波導波路上の波長を変化させることができる原理は、周期がλR／４未満の範囲であれば、高周波導波路上を伝搬する高周波エネルギーにとって、切込９６は切込の底面を短絡先端、対向する切込内側の両側面を伝送路とする先端短絡線路として作用することから、切込９６の深さに応じた先端短絡線路の等価インピーダンスが、分布定数成分として高周波導波路に直列に挿入されることである。
【００７０】
図２５は、リッジ９５の長手方向において、λR／４未満の周期で高さを変化させた高周波導波路を使用した放射器を示している。これは、図１８の板体１３上の一本の高周波導波路と、それに対向する図１９の板体１２上の一列の放射素子列とを抜き出したものに相当する。
図２５において、リッジ９５により構成される高周波導波路は、両端が開放される。そして、その長さが高周波導波路上の波長λgの整数倍に作られている。よって、高周波導波路は共振状態にあって、リッジ９５上には共振電流が流れている。
【００７１】
そして、放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊは、リッジ９５上で共振電流が最大で、且つ共振電流が同じ向きである場所に対向する位置（板体１２上）に配置されている。よって、全ての放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊから同相同振幅の高周波エネルギーが空間に放射される。この結果、図２５の放射器では、正面方向に主ビームを有するアレーアンテナとして動作する。
【００７２】
なお、図２５は、高周波導波路の長さが１０λg、放射素子列が１０個の場合を示しているが、高周波導波路長をＫ・λgとすると、Ｋが放射素子数と同じもしくはそれ以上であれば、同様に正面方向に主ビームを有するアレーアンテナが得られる。
つまり、図２５に示す両端が開放されて共振する高周波導波路を用いる放射器では、互いに隣接する放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊの間隔９７は、高周波導波路上の波長と一致させて用いられる。
【００７３】
また、図２６は、図２５の放射器のｚｘ面での指向特性を示しており、９８は放射素子間の距離９７が１．１５λ0の時の指向特性を、９９は放射素子間の距離９７が０．８５λ0の時の指向特性をそれぞれ示している。
ここで、各放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊが同相同振幅で励振されたアレーアンテナでは、主ビームは、正面方向、つまり角度０°方向に存在する。一方、放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊ間の距離が自由空間波長λ0以上である場合には、各放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊから空間に放射された高周波エネルギーが同相となる方向が角度±９０°以内に存在し、不要な方向へ電波を散逸させる、所謂、グレーティングローブが発生してしまう。
【００７４】
つまり、図２６の指向特性９８がそれに対応し、放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊ間の距離が１．１５λ0のとき、角度±６０°方向に主ビームと同レベルの利得を有するグレーティングローブが発生している。
しかし、車載レーダでは、グレーティングローブが発生すると、その角度方向からの反射波を強く受信してしまい、認識精度が劣化してしまうという不具合が生じる。
【００７５】
これに対し、放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊ間の距離を自由空間波長λ0より短くすれば、主ビームと同レベルのグレーティングローブの発生は抑えられる。よって、車載レーダにおいて、認識精度の劣化を防ぐことが可能となる。
そして、図２６の指向特性９９がそれに対応し、放射素子列１１２ａａ〜１１２ａｊ間の距離を０．８５λ0としたとき、主ビームと同レベルのグレーティングローブの発生が抑えられている。
【００７６】
つまり、本実施の形態によるアンテナ装置によれば、動作周波数において切込９６を設けないときの高周波導波路上の波長をλRとしたときに、リッジ９５の長手方向において、λR／４未満の周期で高さを変化させることで高周波導波路上の波長を変化させている。そして、さらに波長を変化させた高周波導波路を放射器の給電線路に用いることで、車載レーダにおいて、認識精度を劣化させる主ビームと同レベルのグレーティングローブの発生を抑えた放射器を実現することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態によれば、高周波導波路上の波長を変化させることにより単位長さの高周波導波路を通過する高周波エネルギーの位相変化量を変化させることができる。これにより、位相調整線路として用いることでアンテナ給電線路の配置の自由度が向上できるという効果がある。なお、その効果が本発明の及ぼす範囲であることは言うまでもない。
【００７８】
（Ｂ）
上記実施形態では、本発明に係る高周波導波路を用いた電子機器として、自動車の前方監視用のレーダを用いた例を説明した。その他の実施形態としては、工事現場などに使われている重機等に用いられても良い。
近年、自動車の分野では、環境対策として、従来のエンジンと電気モーターを併用した、所謂、ハイブリッド式が市場に受け入れられている。そして、重機の分野でも、自動車業界と同様に、電気モーターを組み合わせたハイブリッド式が検討されている。このようなハイブリッド式の重機では、自動車と同様に、電気モーターの初期起動トルクが大きいことを利用し、その分エンジン出力を抑えることができる。よって、省エネ化が図れるという効果がある。さらに、特に、騒音を抑えることができるので、騒音対策にも効果がある。
【００７９】
しかしながら、重機において騒音が抑えられることは、騒音対策の一手段となる反面、周囲に対して音によって重機が近づいている等の注意を促すということができなくなる。このため、重機周辺における安全性を向上させる必要がある。
このような場合に、重機自体に本発明の高周波導波路を用いた電子機器を周囲監視用レーダとして用いることが好ましい。これにより、例えば、重機の周辺に人がいる場合には、重機の操作者に注意喚起を促して重機の動作を停止させることができる。よって、騒音が抑制された重機の安全性を向上させることが可能になる。
【００８０】
（Ｃ）
上記実施形態では、リッジ９５の高さ方向における寸法を、リッジ９５の長手方向において変化させて高周波導波路を形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図２８（ａ）の側断面図に示すように、異なる２つの高さＺ1，Ｚ2を有するリッジ１９５を用いて高周波導波路を形成してもよい。
【００８１】
あるいは、図２８（ｂ）の平面図に示すように、隣接する柱状突起（電磁波漏洩阻止用突起）２２４との間の隙間がλ0／２未満であって、長手方向において幅寸法が変化するリッジ２９５を含む下側導体（板体２１３）を用いて高周波導波路を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、以上のように、アンテナ体自体を動かさずに小型化、構成の簡素化を図ることができるため、省エネルギーの観点から小型軽量化を推進している自動車などへの展開も大いに期待できる。
【符号の説明】
【００８３】
１  自動車本体
２  タイヤ
３  ボンネット
４  車内
５  バンパー
６  アンテナ装置
７  アンテナ体
８  導波路体
９  送受信体
１０  カバー（電波透過性のカバー）
１１  ケース
１２  板体
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  放射素子群
１２ａａ〜１２ａｄ，１２ｂａ〜１２ｂｄ，１２ｃａ〜１２ｃｄ，１２ｄａ〜１２ｄｄ  放射素子列
１３  板体
１４  板体
１５  板体
１６  板体
１７  板体
１８  基板ベース
１９  制御部
２０  ＲＦ回路部
２１  光受発光素子
２２，２２ａ，２２ｂ  下側導体（第１の導体、第２の導体）
２３，２３ａ，２３ｂ  上側導体（第２の導体、第１の導体）
２４  柱状突起（電磁波漏洩阻止用突起）
２５  リッジ
２６  柱状突起の先端を繋いだ面
２７ａ，２７ｂ，３１，３３，３４，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４５，４６，４８，５０，５１，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６２，６３，６４，６５，６８，６９，７０，７１，７４，７５，７６，７７  貫通孔
２７ａａ，２７ａｂ  貫通孔（連結路）
２７ｂａ，２７ｂｂ  貫通孔
２８，２９  チョーク構造
３０  中間導体のスライド方向
３２  リッジ
３２ａ  リッジ端
３２ｘ  入力端子
３５，４４，４７，４９，５２，６０，６１，６６，６７，７２，７３，７８，７９  リッジ
６０ａ，６１ａ，６６ａ，６７ａ，７２ａ，７３ａ  リッジ上の位置
８０  円盤状の板体
８１  位置検出板
８２  クランプ板
８３  ネジ
８４  モーター
８５  穴
８７  高周波導波路
８８  高周波導波路
８９  高周波導波路
９０  高周波導波路
９１，９２  （固定）移相器
９３，９４  （可変）移相器
９５  周期的に高さを変化させたリッジ
９６  切込
９７  放射素子間の距離
９８  放射素子間が１．１５λ0のときの指向特性
９９  放射素子間が０．８５λ0のときの指向特性
１１２ａａ〜１１２ａｊ  放射素子列
１９５  リッジ
２１３  板体
２２４  柱状突起（電磁波漏洩阻止用突起）
２９５  リッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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